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CNCパーツに最適な材料を選択する方法:2025年の究極の材料ガイド

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JS

公開
Apr 10 2025
  • CNC加工

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cnc - 機械加工は、その高精度と効率性を備えた、航空宇宙、自動車製造、医療機器、その他の分野のコアテクノロジーになりました。 旋盤機械加工の金属部品の精密回転形成または複雑な表面の効率的な形成

このペーパーでは、CNC加工における主流の材料の特性と選択ロジックを体系的に分析して、実務家に設計から実装までの包括的なガイダンスを提供します。

CNC加工のプロセス

CNC加工とは?

CNC加工は、コンピューター数値制御を介した高精度の自動加工を実現する技術です。 data-len = "189" data-v-7b79c893 = ""> そのコアは、工作機械の動きを制御するための事前にプログラムされた命令を使用するために嘘をつく machining 、mill machining およびその他のマシン形式。 machining は、アルミニウム合金やステンレス鋼などの金属材料だけでなく、プラスチックや複合材などの非金属材料にも適しています。

CNC加工で最も一般的に使用される金属材料は何ですか?

CNC加工では、金属材料の選択により、完成品の機械加工効率、精度、コスト制御が直接決定されます。

1。 data-len = "35" data-v-7b79c893 = ""> アルミニウム合金(例:6061、7075)

アルミニウム合金は、軽量、高熱導電率、優れた切断性能の利点があり、機械加工に適した材料になりました cnc 航空宇宙コンポーネントブラケットやハウジングなど、ホイールやフードなどの軽い車の部品に適しています。

2。 data-len = "35" data-v-7b79c893 = ""> ステンレス鋼(例:304、316L)

ステンレス鋼はCNCで一般的に使用されます機械加工 医療機器(手術器具)、食品加工など。 Data-TransLateID = "B7F31FB8BB714D6F6A272D16F1691962" data-pos = "186" data-len = "220" data-v-7b79c893 = "" " (1,000〜2,000rpm)および低飼料速度(0.05-0.2mm/r)パラメーター、および摩擦熱を減らすためのクーラント。

3. mold鋼(例:s136、p20)

金型鋼は広く使用されています射出成形中の噴射型のサイズのcnc in die cnc in die cnc in die cnc in die cnc in die fize cnc in die fize cnc in die fize cnc fize in die fize cnc fize in die。

チタン合金は、 aircraft engine blades blades bedes fode fot fot of for for for for for for for for for for for for for futy for furt of https://jsrpm.com/industry/aerospaceになりました。 抵抗。 5.コッパー合金(例:C18150)

銅合金は熱伝導率であり、5G RFコンポーネントの銅のヒートシンクに最適です。 CNC機械加工中に、材料の酸化を避けるために切断速度(200-400m/min)を制御する必要があり、高圧冷却技術は表面滑らかさを改善するために使用されます。

技術ポイント: CNC加工における異なる金属材料の適応性は、物理的特性と技術パラメーターの一致に依存します。

非金属材料の一般的なCNC加工の基本的な分類は何ですか?

CNC加工では、非金属材料の分類は主に化学組成と物理的特性に基づいています。

1。 Data-V-7B79C893 = ""> エンジニアリングプラスチック

  • abs:優れたタフネス、便利な処理、電子シェル、自動部品などに適しています。
  • PC(ポリカーボネート):高透過率と光レンズで使用される透明なシールドと光レンズで使用される高透明レンズ(90%以上)。
  • Peek:高温抵抗(250°Cを超える)および

2. composite Materials

  • ファイバーグラス強化ナイロン:ハードで軽量で、ドローンフレームと車の構造で使用され、カッターとファイバー間の直接接触によって引き起こされる層状化を回避します。
  • 炭素繊維エポキシ:航空宇宙コンポーネントに適した優れた強度と重量比を必要とします。

data-pos = "0" data-len = "3" data-v-7b79c893 = "" "> 3。 Data-V-7B79C893 = ""> セラミック材料

4。 data-len = "21" data-v-7b79c893 = ""> ラバーとエラストマー

  • シリコン:シーリングおよび医療カテーテルに使用される高弾性、アンチエイジング、アンチエイジング。
  • pu(ポリウレタン):耐摩耗性と涙耐性、高温によって引き起こされる物質変形を回避するために、車の床マットおよび産業クッションコンポーネントで使用されます。

テクニカルポイント:非メタリック材料の処理は、マテリアルキャラクターに応じてパラメーターを調整するためにパラメーターを調整する必要があります。 エンジニアリングプラスチックを避ける必要がある場合は、材料を避ける必要があります。レイヤー化。 マテリアルデータベースとプロセスシミュレーションツール、最適な処理スキームは迅速に一致させることができます。

CNCで使用される非金属材料

材料の硬度に基づいてCNC切削工具と機械加工パラメーターを選択する方法?

1。 data-translateId = "89d5a1e9643df5e37cdd5a8c8773b6c7" data-pos = "3" data-len = "80" data-v-7b79c893 = ""

材料の硬度(HRCロックウェルの硬度)によると、3種類の処理オブジェクトがあります。硬度が異なると、ツールの摩耗、切断力、加工精度に異なる影響があります。

<テーブルスタイル= "境界線崩壊:崩壊;幅:100%;境界線:1px;境界線:#000000;" border = "1"> 硬度範囲(HRC) 典型的な素材 処理困難 JSテクノロジー対応戦略 低硬度(hrc <30) アルミニウム合金、銅合金、プラスチック。 切断熱と表面酸化の蓄積 クーラント+高速切断プロセスを最適化します。 中程度の硬度(HRC 30-50) ステンレス鋼、クエンチ、および焼き付け鋼。 cutlass and workpiece hardening。 コーティングツール +ステージング。 高硬度(hrc> 50) 硬化鋼、鋳鉄、硬い合金。 ツールは迅速に着用し、力を切断する力は急速に増加します。 CBN切削工具+特殊なフィクスチャーデザイン。

JS Companyの長期慣行の概要に基づいて、旋盤シナリオの加工と組み合わせて次のソリューションをお勧めします: <テーブルスタイル= "境界線 - 崩壊:崩壊;幅:100%;境界線幅:1px;境界線:#000000; height:336.203px;" border = "1"> 硬度グレード 推奨ツール材料 切断速度(m/min) フィードレート(mm/r) 切断深さ(mm) jsテクノロジー 低硬度 コーティングされたハード合金(Tialn) 200-400 0.2-0.5 1-3 多軸リンケージコントロール表面粗さ≤0.8μm。 中程度の硬度 細い粒子の硬い合金(yg8) 80-150 0.1-0.3 0.5-2 精度±0.01mm。の熱変形補正技術 高硬度 CBN切削工具(窒化キュービックボロン) 50-120 0.05-0.2 0.1-0.8 特殊な備品は、振動を減らし、サービスの寿命を3回減らすことができます。

ツールのカスタマイズ:

プロセスパラメーターのインテリジェントな最適化:

  • CAMソフトウェアを使用して切断プロセスをシミュレートすることにより、ツール干渉のリスクを自動的に回避します。
  • 加工旋盤適応飼料制御が採用され、効率が20%改善されます。

材料データベースサポート:

  • 50以上の材料処理パラメーターライブラリ(金属、プラスチック、複合材を含む)があります。
  • PEKKやPEIなどの高性能プラスチックなどの業界をリードする素材のリアルタイム更新。

品質保証システム:

  • CMM full inspection with size tolerance of ±0.005mm.
  • Provide cutting parameter verification report to reduce customer trial and error cost.

4.Operational tips and caveats

  • Cutting verification: Even if the parameters match, 200mm x 200mm cutouts still need to be processed to test surface quality.
  • Tool life monitoring: Cutting force monitoring system (JS system alarm threshold adjustable) for tool wear alarm.
  • Environmental control: In the process of processing high hardness materials, the temperature of the workshop (± 2℃) is stable to avoid the hot expansion and cold shrinkage affecting accuracy.

Tool selection for CNC machining

How to solve the tool wear problem of titanium alloy materials in CNC machining?

1.The main causes of wear of titanium alloy tool

  • Hardness and work hardening tendency: Titanium alloys (such as Ti-6Al-4V) are prone to work hardening during cutting, resulting in rapid wear and tear tool edges.
  • Low heat conductivity: Heat is concentrated in the point of contact of the tool, which exacerbates high temperature softening and chemical wear.
  • High chemical activity: Titanium alloy are prone to chemical reactions with tool materials, resulting in adhesive wear (adhesion phenomenon).

2.Targeted solutions and implementation approaches

Combining the technical points of different machining stages, the optimization strategy of JS titanium alloy machining tool wear is introduced below:

<テーブルスタイル= "境界線崩壊:崩壊;幅:100%;境界線:1px;境界線:#000000;" border="1"> Causes of wear Solution Implementation method Effect evaluation Work Hardening Use superhard tool materials. Use cubic boron nitride (CBN) or diamond coated cutting tools with hardness ≥ 40GPa were used. Knife life is 2-3 times longer. Low thermal conductivity

Optimization of cooling process.

High pressure micro lubrication + internal (MQL) + internally cooled cutting tools with coolant pressure    ≥ 10MPa. Reduce cutting temperature by -50%. Chemical bonding wear Coating technology. TiAlN/TiCN composite coating thickness of 2-5 μm and friction coefficient <0.3. The surface roughness ≤ 0.8μm decreased knife viscosity. Unreasonable cutting parameters Optimization. Reduce spindle speed (200-400rpm), reduce feed speed (0.05-0.15mm/r) and increase the axial cutting depth (0.5-2mm). Reduce cutting force fluctuations and improve processing stability. The tool Insufficient geometric design Improved blade shape and chip removal groove. Spiral chip groove angles (30-45°) were optimized using large rake angles (15-20°) and negative blade inclination angle (-10-15°). Smooth chip discharge reduces the risk of secondary cutting.

3.Comparison of practical application cases

JS optimizes tool and process parameters, and the typical machining effect of titanium alloy is as follows:

Indicator Before optimization JS optimized Improvement range
Tool life (number of pieces) 50-80 pieces 150-200 pieces ↑ 180%-250%
Surface roughness (Ra) 1.6-3.2μm ≤ 0.8μm ↓ 50%-75%
Processing efficiency (pieces/hour) 10-15 pieces 25-30 pieces ↑ 60%-100%
Cutting force (N) 2,000-2,500 1,200-1,600 ↓ 30%-40%

4.Precautions and maintenance suggestions

  • Periodically inspect tool wear: Changes in blade blade radius change when threshold ≥ 50μm) were monitored using an optical profilometer.
  • Avoid the risk of tool breakage: When processing thin-walled parts to reduce feed speed, layered cutting strategy.
  • Environmental control: Workshop temperature shall be stable at 20±2 °C and humidity ≤ 50% to prevent moisture absorption deformation of materials.

What are the effects of storage conditions for different materials on CNC machining?

1.Improper humidity control

  • Metals (such as aluminum alloys and magnesium alloys): High humidity can easily lead to oxidation or corrosion of the material's surface, causing burrs or increasing surface roughness during processing. For example, if the oxide layer of aluminum alloy thickens in a humid environment, additional cutting depth or tool replacement is required.
  • Engineering plastics (e.g. nylon, PC): After absorbing moisture, the material expands and the stability of the dimensions decreases, which may lead to deformation or size deviation of the processed parts.

2.Effects of temperature fluctuations

  • Thermal expansion and shrinkage of sensitive materials (such as titanium alloys and Invar alloys): Temperature changes can lead to changes in material size, which can affect machining accuracy. titanium alloy, for example, expand at high temperatures, leading to tool path deviation during milling and requiring recalibration of machine tool parameters.
  • Plastics (e.g. ABS, PEEK): Softens and deforms at high temperatures, increases brittleness at low temperatures, and is prone to cracking or layering during processing.

3.Insufficient packaging protection

  • Surface scratches and contamination: If metal sheets are not coated with rust resistant paper or plastic sheeting, scratches during transport or storage can reduce the surface's smoothness and require additional polishing processes.
  • Dust absorption: Carbon fiber composites are exposed to dust environments during processing. Impurities can become embedded inside the material and affect the strength of the structure.

4.Lack of anti oxidation measures

  • Easily oxidizable metals (e.g. magnesium alloys and copper alloys): If not coated with rust oil or nitrogen protection, oxidation intensifies during processing and tool wear increases by 30%-50%.
  • Solution: Use vacuum packaging or desiccant to absorb moisture from the environment and extend the material's shelf life.

5.Misclassification and storage

  • Risk of cross-contamination: Mixing hard materials (e.g. tungsten carbide) with soft materials (e.g. polyethylene) may cause scratches on the surface and require separate storage in different areas.
  • Physical damage: Excessive pile bar height may cause gravitational bending and affect the clamping stability during lathe machining.

The development trend of future CNC machining materials

1.Accelerate the popularization lightweight materials.

Aluminum alloy and magnesium alloy:

  • Continue to replace traditional steel in automotive, aerospace and other fields by optimizing components such as high-strength aluminum alloy, magnesium alloys, and achieve 30%-50% weight loss.
  • The improvement of CNC machining processes such as high-speed cutting and micro lubrication has further improved their machining efficiency.

Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRPs):

  • It combines with a metal matrix to form a sandwich structure (such as carbon fiber+aluminum alloy) that balances strength and weight and is widely used in areas such as drones and racing cars.
  • CNC machining needs to solve the problems of decolletage and burr, and promote the development of multi-axis coupling and special cutting tools.

2.Surge in demand for high-performance engineering materials

  • Titanium alloy and superalloys: core materials used in extreme working conditions such as aviation engines and gas turbines. CNC machining needs to break through the bottleneck of high hardness and low thermal conductivity and promote the upgrading of CBN tool and cooling technology.
  • Ceramic based composite materials: For semiconductor equipment and nuclear power components, specialized grinding processes and superhard cutting tools (such as diamond coatings) require to be developed.

3.The rise of sustainable and environmentally friendly materials

  • Recycled metal materials: Improve the proportion of aluminum, copper and other metal shavings to be recycled and reused, and reduce the waste of raw materials through CNC netting.
  • The biodegradable materials: PLA and PHA in consumer packaging is expanding. CNC machining needs to adapt to its low melting point and good moisture absorption characteristics.

Summary

In the field of CNC machining, material selection and application have always been the key factors to determine product performance and machining efficiency. From traditional aluminum alloys and titanium alloys to emerging carbon fiber composites, CNC machining has diversified the manufacture of precision parts by adapting to the physical properties of different materials. Metallic materials dominate industrial applications due their high strength and thermal conductivity, while non-metallic materials appear in light and extreme environmental scenarios.

In the future, with the increasing demand for lightweight, sustainable, and intelligent CNC machining will further integrate AI-driven material databases, multi-axis coupling processes, and green manufacturing technologies to drive breakthroughs in nano-precision and cross-material integration of machining lathe and machining mill, reshaping the boundaries of manufacturing in the future.

免責事項

このページの内容は情報目的のみです。サードパーティのサプライヤーまたはメーカーがJushengネットワークを介して提供するパフォーマンスパラメーター、幾何学的許容範囲、特定の設計機能、材料品質と種類または仕上がりがあると推測すべきではありません。これはバイヤーの責任ですこれらの部分の特定の要件を決定するために、パーツの引用を求めてください。

jsチーム

jsは業界をリードする会社ですカスタム製造ソリューションに焦点を当てています。 5,000人以上の顧客にサービスを提供している20年以上の経験により、高精度 cnc machining 3d printing 、射出成形私たちの工場には、100を超える最先端の5軸機械加工センターが装備されており、ISO 9001:2015の認定があります。世界中の150か国以上の顧客に、高速で効率的で高品質の製造ソリューションを提供しています。少ない量の生産であろうと大量のカスタマイズであろうと、24時間以内に最速の配達でお客様のニーズを満たすことができます。 jsテクノロジーを選択してくださいそれは効率、品質、プロフェッショナリズムを選択することを意味します。 href = "https://jsrpm.com/"> jsrpm.com

FAQs

1.What should be paid attention to when processing plastic parts?

When processing plastic parts, cutting speed and feeding force must be reduced to avoid overheating and deformation. Compressed air is recommended for cooling to avoid cracking or discoloration caused by liquid residues.

2.How to determine when to replace CNC tools?

See if the color of the chip darkens, if the finish is rough, if there is a noise. If the tool is badly worn, it needs to be replaced to avoid chippings or reduce accuracy.

3.Why is it necessary to clean the material surface before CNC machining?

Remove oil stains or impurities from the surface of the material to prevent any impact on accuracy or damage to the tool during processing and to ensure smooth finish and accurate dimensions.

4.What to do if CNC machining aluminum parts is easy to stick to a knife?

Use coated cutting tools (such as TiN) to speed up and reduce feed rates and use a highly lubricating coolant to reduce friction and heat accumulation.

Resources

Metal lathe

CNC router

Machine tool

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JS

迅速なプロトタイピングと迅速な製造専門家

CNC加工、3D印刷、ウレタン鋳造、迅速なツール、射出成形、金属鋳造、板金、押し出しを専門としています。

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